- 无线局域网WLAN
- 无线个人区域网WPAN
- 无线城域网WMAN
- 蜂窝移动通信网
无线局域网:Wireless Local Area Netwrok (WLAN)。
无线局域网可以分为两大类:
802.11
无线以太网的标准是 802.11 系列协议,使用 802.11 系列协议的局域网又称 Wi-Fi。
理解:
WLAN 表示无线局域网,Wi-Fi 表示采用 802.11 系列协议的局域网,因此 Wi-Fi 是一种局域网,且属于无线局域网。Wi-Fi 实际上已经成了 WLAN 的代名词。
802.11 无线以太网标准是用星形拓扑,其中心叫做接入点 AP,在 MAC 层使用 CSMA/CA 协议和停止等待协议。
802.11 规定无线局域网的最小构件是基本服务集 BSS。一个 BSS 包括一个基站和若干个移动站,接入点 AP 就是 BSS 内的基站。
所有的站在本 BSS 以内都可以直接通信,与其他站通信则要通过接入点 AP。
每个 AP 都有一个分配的名字,称为服务集标识符 SSID,它其实就是使用该 AP 的无线局域网的名字(也就是 wifi 名字)。
理解:
AP 与 AP 之间的连接是有线的。
当一个移动站(如上图中的 A)从一个服务集漫游到了其他服务集的范围,就要选择一个接入点 AP 与之建立关联,建立关联后加入该 BSS。
移动自组网络
无固定基础设施的无线局域网叫做移动自组网络。蓝牙就是一种自组网络。
802.11 无线以太网标准是用星形拓扑,其中心叫做接入点 AP,接入点 AP 就是基本服务集内的基站。
wifi 的历史版本
2020年6月正式发布的 wifi6 的标准是IEEE 802.11ax,又称HEW(High Effieciency WLAN),wifi6 标准支持1GHz 到 6GHz 的所有 ISM 频段,包括 6GHz 和目前使用的 2.4GHz 和 5GHz,向下兼容 a/b/g/n/ac。包含多种带宽,其中最高带宽为 160MHz,数据速率为单条流最高1201Mbit/s
第 4 代 wifi 是 802.11n,第 5 代 wifi 是 802.11ac
区分 CSMA/CA 协议和 CSMA/CD 协议:
802.11 无线以太网在 MAC 层使用 CSMA/CA 协议和停止等待协议。
使用停止等待协议是因为无线信道的通信质量远不如有限信道,要使用停止等待来保证可靠传输。
无线局域网中不能使用 CSMA/CD 协议,因为:无线局域网中不是所有的站点都能听见对方,因此无法实现碰撞检测。使用 CSMA/CA 协议是为了减小碰撞发生的概率。
802.11 的 MAC 层协议通过协调功能来确定基本服务集 BSS 中的各移动站在什么时间发送和接收数据。
它包括两个子层
802.11 无线局域网中的 MAC 帧首部有一个持续期字段,它指出在本帧结束后还要占用信道多少时间。
802.11 标准允许要发送数据的站对信道进行预约,即在发送数据帧之前先发送 RTS 帧请求发送,收到响应允许发送的 CTS 帧后,就可发送数据帧。
802.11 采用了几种机制:
802.11 的 MAC 帧有三种类型:控制帧、数据帧、管理帧。
MAC 帧的首部有 30 字节,尾部是 4 字节的帧检验序列。
802.11 数据帧的地址
802.11 数据帧有4个地址字段。地址4用于自组网络。
前三个地址的内容取决于帧控制字段中的“去往 AP”和“来自 AP”。
无线个人区域网 WPAN 就是把个人设备用无线技术连起来的自组网络。
WPAN 都工作在 2.4GHz 频段。
无线个人区域网包括:蓝牙系统、ZigBee、超高速 WPAN 等。
无线城域网 WMAN 可提供最后一英里的宽带无线接入,可以用来代替现在的有线宽带接入。
无线城域网的标准是 802.16 系列协议,它可以覆盖一个城市的部分区域。
移动通信有多种,如蜂窝移动通信、卫星移动通信等。
蜂窝移动通信网原来属于通信领域,但是现在的蜂窝移动通信网采用了许多 iP 技术,可以支持手机、电脑上网。
蜂窝移动通信是小区制的移动通信,它把整个网络划分成许多小区(也就是蜂窝),每个小区设置一个基站。移动站的通信都必须通过基站完成。
2G 即第二代蜂窝移动通信,带宽为 200kHz,它的代表是 GSM 系统,GPRS 也是 2G 的一种技术。2G 基本只能提供电话和短信服务。
3G 的带宽为 5MHz,并使用了 IP 的体系结构和混合的交换体制(电路交换和分组交换),3G 以后的蜂窝移动通信就是以传输业务为主的通信系统了。
3G/4G 时代诞生了上网卡,上网卡像一个 U 盘,可以插到电脑的 USB 接口上,然后电脑就可以通过 3G/4G 蜂窝移动网络接入互联网。
使用蜂窝移动通信是与同一个蜂窝小区的其他用户共享带宽的,每个用户实际分配到的带宽是不确定的。
小区的组成像蜂窝一样,每个基站的发射功能要能够覆盖本小区,又不会太大以至干扰邻近小区。采用蜂窝结构可以最大化频分复用,每个基站使用不同的频率。
3G 通信网络的构件
无线网络控制器 RNC 控制一组基站,基站通过 RNC 连接到移动交换中心 MSC,MSC 控制所有 RNC 的话音业务,MSC 可以通过网关移动交换中心连接到公用电话网。
概念
当计算机移动到外地,移动 IP 技术允许该计算机仍保留原来的 IP 地址。
移动 iP 与 DHCP 的区别:当用户带着电脑换了个位置,离开了原来的网络,通过 DHCP 协议就可以自动获取所需的 IP 地址。而移动 IP 用于在移动中上网
移动 IP 使用了一些新概念:永久地址、归属地址、归属网络、被访网络、归属代理、外地代理、转交地址、同址转交地址等。
移动 IP 使用了几种协议:移动站到外地代理的协议、外地代理到归属代理的登记协议、归属代理数据报封装协议、外地代理拆封协议等。
实现
一个移动站必须有一个原始地址,即归属地址(又称永久地址),移动站原始连接到的网络叫做归属网络。
移动 IP 通过使用代理来让地址的改变对互联网的其他部分是透明的。归属代理通常就是连接在归属网络上的路由器。
当移动站 A 移动到另一个地点,所接入的网络叫做外地网络(又叫被访网络),被访网络中中使用的代理叫外地代理,通常是连接在被访网络上的路由器。
外地代理负责两件事:
注意:
一个通信的例子
一个通信者 B 要与移动站 A 进行通信,其步骤如下:
移动 IP 使用了几种协议:
移动站到外地代理的登记协议:移动站接入到被访网络时,要向外地代理登记,获得临时的转交地址。离开该被访网络时要注销。
外地代理到归属代理的登记协议:外地代理向归属代理登记移动站的转交地址。
归属代理数据报封装协议:将收到的发给移动站的数据报进行封装,以转交地址为新的目的地址。
外地代理拆封协议:收到数据报后拆封并发给移动站。
移动 IP 的路由选择有间接路由选择和直接路由选择。
上述方法就是间接路由选择。
直接路由选择需要使用通信者代理和锚外地代理。
移动交换中心维护了两个数据库:
略。
移动站在不同无线网络间漫游时,网络的连接会发生中断。TCP 报文段会频繁丢失,TCP 的拥塞控制会受到影响,缩小拥塞窗口,而实际上网络中并不拥塞。
处理的方法:
蜂窝移动网络的收费采用的是按流量计费
wifi 是通过宽带上网的,宽带入网的收费是根据用户使用的带宽和使用时间收费。